package cn.antblog.ruankao.fenzhifa;

import java.util.Arrays;

/**
 * @ClassName GuiBingPaiXu
 * @Description 分治法：归并排序
 * @Author YangJingyi
 * @Date 2023/9/25 9:16
 * @Version 1.0
 */
public class GuiBingPaiXu {
    /*
    让我们逐步解释上述代码的每个步骤：
    1.
        mergeSort(int[] arr) 方法是公共的入口点。它接受一个整数数组作为参数，并检查数组是否为空或只有一个元素。
        如果是这种情况，它将直接返回，因为无需排序。否则，它创建一个临时数组，并调用 mergeSort(int[] arr, int left, int right, int[] temp) 方法开始归并排序。
    2.
        mergeSort(int[] arr, int left, int right, int[] temp) 方法是实际的归并排序函数。它接受数组、左边界、右边界和临时数组作为参数。
        如果左边界小于右边界，它计算数组的中间位置 mid，然后递归调用自身对左半部分和右半部分进行归并排序。
        最后，它调用 merge(int[] arr, int left, int mid, int right, int[] temp) 方法将左右两部分的结果合并。
    3.
        merge(int[] arr, int left, int mid, int right, int[] temp) 方法用于合并左右两部分的结果。
        它使用三个指针 i、j 和 k 分别指向左半部分、右半部分和临时数组的起始位置。它比较左右两部分的元素，将较小的元素放入临时数组，并移动相应的指针。
        然后，它将剩余的元素放入临时数组。最后，它将临时数组中的元素复制回原数组。
    4. 在 main 方法中，我们创建一个整数数组 arr，并调用 mergeSort 方法对其进行排序。最后，我们打印排序后的数组。

    归并排序的核心思想是将数组拆分为较小的子问题，然后递归地解决这些子问题，并将它们的解合并以获得最终的排序结果。这种分治的策略使得归并排序具有稳定性和较好的时间复杂度（O(nlogn)）。
     */


    public static void mergeSort(int[] arr) {
        if (arr == null || arr.length <= 1) {
            return; // 数组为空或只有一个元素，无需排序
        }
        int[] temp = new int[arr.length]; // 创建一个临时数组用于存储排序结果
        mergeSort(arr, 0, arr.length - 1, temp); // 调用归并排序函数
    }

    private static void mergeSort(int[] arr, int left, int right, int[] temp) {
        if (left < right) {
            int mid = (left + right) / 2; // 计算数组的中间位置
            mergeSort(arr, left, mid, temp); // 对左半部分进行归并排序
            mergeSort(arr, mid + 1, right, temp); // 对右半部分进行归并排序
            merge(arr, left, mid, right, temp); // 合并左右两部分的结果
        }
    }

    private static void merge(int[] arr, int left, int mid, int right, int[] temp) {
        int i = left; // 左半部分的起始位置
        int j = mid + 1; // 右半部分的起始位置
        int k = 0; // 临时数组的起始位置

        // 比较左右两部分的元素，将较小的元素放入临时数组
        while (i <= mid && j <= right) {
            if (arr[i] <= arr[j]) {
                temp[k++] = arr[i++];
            } else {
                temp[k++] = arr[j++];
            }
        }

        // 将剩余的元素放入临时数组
        while (i <= mid) {
            temp[k++] = arr[i++];
        }
        while (j <= right) {
            temp[k++] = arr[j++];
        }

        // 将临时数组中的元素复制回原数组
        for (i = 0; i < k; i++) {
            arr[left + i] = temp[i];
        }
    }

    public static void main(String[] args) {
        int[] arr = {5, 2, 8, 4, 1, 9};
        mergeSort(arr);
        System.out.println("Sorted array: " + Arrays.toString(arr));
    }
}
